Question

11．某同學(xué)把附有滑輪的長木板放在實驗桌上，將細繩一端拴在小車上，另一端繞過定滑輪，掛上適當(dāng)?shù)你^碼，使小車在鉤碼的牽引下運動，以此定量探究繩拉力做功與小車動能變化的關(guān)系，此外還準備了打點計時器及配套的電源、導(dǎo)線、復(fù)寫紙、紙帶、小木塊等．組裝的實驗裝置如圖所示．
（1）實驗開始時，他先調(diào)節(jié)木板上定滑輪的高度，使?fàn)恳�小車的細繩與木板平行，他這樣做的目的是下列的哪個D（填字母代號）
A、避免小車在運動過程中發(fā)生抖動
B、可使打點計時器在紙帶上打出的點清晰
C、可以保證小車最終能夠?qū)崿F(xiàn)勻速直線運動
D、可在平衡摩擦力后使細繩拉力等于小車受的合力
（2）平衡摩擦力后，當(dāng)他用多個鉤碼牽引小車時，發(fā)現(xiàn)小車運動過快，致使打出的紙帶上點數(shù)較少，難以選到合適的點計算小車速度，在保證所掛鉤碼數(shù)目不變的條件下，請你利用本實驗的器材提出一個解決辦法：
（3）他將鉤碼重力做的功當(dāng)作細繩拉力做的功，經(jīng)多次實驗發(fā)現(xiàn)拉力做功總是要比小車動能增量大一些，這一情況可能是下列哪些原因造成的CD（填字母代號）．
A．在接通電源的同時釋放了小車
B．小車釋放時離打點計時器太近
C．阻力未完全被小車重力沿木板方向的分力平衡掉
D．鉤碼勻加速運動，鉤碼重力大于細繩拉力．

Answer 1

分析 （1）明確摩擦力在本實驗中所造成的影響，則可以明確是否需要平衡摩擦力；
（2）根據(jù)實驗要求和減少誤差的角度分析，平衡摩擦力作用后，進行實驗過程中需要用刻度尺測量紙帶上點的距離，用天平測出小車的質(zhì)量，需要改變砝碼的質(zhì)量來代替小車的拉力．
（3）分析實驗過程及能量轉(zhuǎn)化的過程，知道有部分機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能；同時體會摩擦力的影響；從而找出拉力做功總是要比小車動能增量大一些的原因．

解答 解：（1）實驗過程中，為減少誤差，提高實驗的精確度，他先調(diào)節(jié)木板上定滑輪的高度，使?fàn)恳�小車的細繩與木板平行，目的是消除摩擦帶來的誤差，即平衡摩擦力后，使細繩的拉力等于小車的合力，故ABC錯誤，D正確．
故選：D．
（2）平衡摩擦力后，當(dāng)他用多個鉤碼牽引小車時，發(fā)現(xiàn)小車運動過快，致使打出的紙帶上點數(shù)較少，即小車的加速度大，所以應(yīng)減少小車的加速度，當(dāng)小車的合力一定的情況下，據(jù)牛頓第二定律可知，適當(dāng)增大小車的質(zhì)量，即在小車上加適量的砝碼．
（3）他將鉤碼重力做的功當(dāng)做細繩拉力做的功，即試驗中有存在摩擦力沒有被平衡掉；
同時在該實驗要求，只有當(dāng)小車的質(zhì)量遠大于砝碼的質(zhì)量時，小車的拉力才近似等于砝碼的重力，本題中沒有體現(xiàn)，故鉤碼勻加速運動，鉤碼重力大于細繩拉力；從而使求出的功大于增大的動能；
由以上分析可知，AB錯誤，CD正確．
故選：CD．
故答案為：（1）D；（2）在小車上加適量砝碼；（3）CD

點評 明確實驗原理往往是解決實驗問題的關(guān)鍵，該實驗的一些操作和要求與探究力、加速度、質(zhì)量之間關(guān)系的實驗類似可以類比學(xué)習(xí)．